java內(nèi)存模型與volatile關(guān)鍵字介紹

這篇文章主要講解了“java內(nèi)存模型與volatile關(guān)鍵字介紹”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“java內(nèi)存模型與volatile關(guān)鍵字介紹”吧！

java內(nèi)存模型可以大致理解分為兩個(gè)模塊，主內(nèi)存和私有內(nèi)存。主內(nèi)存中主要是存放一些共享的全局變量，私有內(nèi)存主要是存放線程所需的私有變量。一般情況下，如果某個(gè)線程需要使用主內(nèi)存的全局變量。首先，它會(huì)拷貝一份主內(nèi)存里面的全局變量到私有內(nèi)存，進(jìn)行操作，操作完成以后再把這個(gè)變量同步到主內(nèi)存。如下圖：

如果是單線程的，到?jīng)]什么問題，但是如果是多線程的，就有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問題，因?yàn)榫€程之間是不可見的?？聪旅嬉粋€(gè)例子：

package org.hzg.volatilekeyword;
/**
 * Created by hzgal on 2019-3-21.
 */
class ThreadVolatileDemo extends Thread {
    public boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("ThreadVolatileDemo線程開始執(zhí)行....");
        while (flag) {
        }
        System.out.println("ThreadVolatileDemo線程停止");
    }
    public void stopThread() {
        this.flag = false;
    }
}

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo();
        threadVolatileDemo.start();
        Thread.sleep(3000);
        threadVolatileDemo.stopThread();
        System.out.println("flag 已經(jīng)設(shè)置成false");
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(threadVolatileDemo.flag);
    }
}

上面這段程序執(zhí)行后會(huì)發(fā)生一個(gè)現(xiàn)象，就是會(huì)一直執(zhí)行。原因就在于主線程中雖然對(duì)flag進(jìn)行了修改，但是線程掛起了一秒，導(dǎo)致在主線程私有內(nèi)存里面的flag沒有同步到主內(nèi)存中，所以子線程的flag仍然為true，導(dǎo)致自線程一直在執(zhí)行。解決方案，利用volatile關(guān)鍵字，volatile關(guān)鍵字有如下含義：
1）保證了不同線程對(duì)這個(gè)變量進(jìn)行操作時(shí)的可見性，即一個(gè)線程修改了某個(gè)變量的值，這新值對(duì)其他線程來說是立即可見的。
2）禁止進(jìn)行指令重排序。
也就是說在并發(fā)編程中，volatile關(guān)鍵字可以在一定程度上保證可見性和有序性。上面的問題這樣處理就可以了。

public volatile boolean flag = true;

但是問題來了，使用volatile有一個(gè)弊端，就是它無法保證并發(fā)編程下的一致性?？聪旅孢@個(gè)例子：

package org.hzg.volatilekeyword;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * Created by hzgal on 2019-3-22.
 */
class VolatileDemo2 extends Thread{
    private volatile static int count;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            count++;
        }
        System.out.println("線程" + currentThread().getName() + "執(zhí)行結(jié)束，結(jié)果為：" + count);
    }
}
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<VolatileDemo2> thradList = new ArrayList<VolatileDemo2>(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            thradList.add(new VolatileDemo2());
        }
        for (VolatileDemo2 volatileDemo2 : thradList) {
            volatileDemo2.start();
        }
    }
}

上面的例子會(huì)出現(xiàn)如下情況：

這就是volatile關(guān)鍵字雖然使得每個(gè)線程都對(duì)count可見，但是無法保證這些線程對(duì)count的操作是原子的。有可能兩個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行了count++的操作，但是只有一次同步到主內(nèi)存了。解決上面的問題的方法有很多，其核心的思想就是加鎖，保證對(duì)count變量的操作的原子性即可。下面舉兩個(gè)例子：
1、利用java并發(fā)包里面的工具類。如下：

package org.hzg.volatilekeyword;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
 * Created by hzgal on 2019-3-22.
 */
class VolatileDemo3 extends Thread{
    private volatile static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            count.incrementAndGet();
        }
        System.out.println("線程" + currentThread().getName() + "執(zhí)行結(jié)束，結(jié)果為：" + count.get());
    }
}
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        List<VolatileDemo3> thradList = new ArrayList<VolatileDemo3>(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            thradList.add(new VolatileDemo3());
        }
        for (VolatileDemo3 volatileDemo3 : thradList) {
            volatileDemo3.start();
        }
    }
}

結(jié)果如下：

2、利用synchronized關(guān)鍵字

package org.hzg.volatilekeyword;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * Created by hzgal on 2019-3-22.
 */
class VolatileDemo4 extends Thread{
    private volatile static int count;
    private static final String lock = "countLock";
    @Override
    public void run() {
        synchronized (lock) {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                count++;
            }
            System.out.println("線程" + currentThread().getName() + "執(zhí)行結(jié)束，結(jié)果為：" + count);
        }
    }
}
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        List<VolatileDemo4> thradList = new ArrayList<VolatileDemo4>(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            thradList.add(new VolatileDemo4());
        }
        for (VolatileDemo4 volatileDemo4 : thradList) {
            volatileDemo4.start();
        }
    }
}

結(jié)果如下：

感謝各位的閱讀，以上就是“java內(nèi)存模型與volatile關(guān)鍵字介紹”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)java內(nèi)存模型與volatile關(guān)鍵字介紹這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！